３G室内分布系统供电解决方案

 1 前言 

    3G室内分布主要解决热点区域的信道不足，或由于建筑物墙壁的屏蔽和衰减，建筑物内部信号较差。伴随着移动通信在室内的应用越来越多，室内分布给移动运营商带来的收益比重越来越大。移动通信不断发展的同时，网络运行质量已经成为各运营商抢占市场、争夺客户的重要方面。对室内分布场景的分布和供电保障要求更高。

    3G室内分布系统是BBU+RRU架构,不存在传统意义上的微基站或者宏基站。3G的室内分布供电特点是从集中供电向分散供电转变,同时对电源的安装要求更灵活,电源单机容量也会降低， 配电路数相对机架电源有减少。但在完善的电池管理功能和监控组网方面的要求和机架电源相比是一样的。

    由于BBU到RRU之间信号只用一个光纤就可以，但BBU与RRU之间的动力如何解决是3G室内分布系统的一个大问题。早期“动力光纤”炒作了很长时间，但最终因为成本等因素没有能够推广。现在有的运营商采用直流升压远供的方案，一些运营商采取了逆变器方案，都代表了运营商对3G通讯的BBU+RRU架构下供电模式的探索。但远供存在防雷、防盗、压降、损耗、安全、成本高等缺点，在实际应用中数量并不多。

    在前期的建设中，由于对3G室内分布系统的电池备电保障考虑不足，建站初期大量采用交流市电直接引入，没有配置后备电源和蓄电池组。在交流停电后没有供电保障，导致室内分布系统经常因市电中断后断电退服，严重影响网络的运行质量和可靠性，现在已经有了很多的交流停电断站的投诉。由于直接交流市电工作的这些问题，在最近一年多，交流输入室内分布站点的数量大幅减少，运营商越来越重视室内分布系统的供电质量，一般要求具备4小时以上电池备份时间。

    2 3G室内分布系统供电需求分析

    3G室内分布电源分两类：BBU供电及RRU供电解决方案，两种需求有一定的差异性。

   [page] ⑴　BBU供电需求

    在3G室内分布系统中，BBU可能放置在机房，也可能就近放置在RRU附近。要考虑内置BBU，光传输，熔解盒等预留空间，同时要考虑就近的RRU的供电，容量一般在60A左右。配电路数多，要求二次下电（在交流停电后，先断部分RRU，以保证BBU及重要设备的供电），电池一般是独立安装，都要求壁挂安装。在室内分布系统中，在没有机房的应用情况下，用户的需求类似室外电源的需求，只是环境变换到室内，同时由于3G的分布式供电，容量要求要小一些。BBU配套电源深度没有具体明确，但也要壁挂。电池备电要求2小时以上。

    ⑵　RRU供电需求

    大部分室内分布系统的RRU都放置在走线间、弱电井、管道井、楼梯口等环境较差的位置，一般只考虑内置熔解盒的需求（部分客户，有工程原因），容量比BBU供电小，最大45A左右，配电路数少，不要求二次下电，电池可以和电源放置在一起，要求壁挂安装。RRU配套电源的深度要求一般小于300mm。电池备电要求（2-4）小时，体积尽可能的小，要便于维护。

    3 供电解决方案

    室内分布场景，按照设备的供电制式可以分为交流供电和直流供电，按照供电方式可以分为集中供电和分散供电。交流供电方式，目前有直接交流供电没有电池备电和采用UPS供电两种情况。第一种情况在早期较多，随着对3G室内分布供电保障的重视，直接交流市电供电的越来越少。由于UPS的电池管理功能较弱，运营商普遍不太认可UPS方案。就像最近几年室外基站大量采用室外开关电源代替室外UPS一样，在3G室内分布的应用场景下，采用UPS供电的情况很少。

（1）集中式供电解决方案

    集中式供电解决方案采用一套电源系统，既给BBU供电，同时通过拉远的方式对远端RRU进行供电，图1所示为室内分布场景集中式供电解决方案。方案的优点是：电源集中、便于维护、节省设备投资；缺点是：拉远距离有一定的限制、线路损耗比较大。一般推荐的拉远距离在100米以内。

图1 室内分布场景的集中式供电解决方案

[page]    （2）分散式供电解决方案

    分散式供电解决方案，是采用多套电源系统分别给BBU和RRU就近供电，图2所示为室内分布场景的分散式供电解决方案。其优点是：就近供电、线路损耗小、供电分散、供电风险小；缺点是：电源系统多、投资大、设备分散。

图2  室内分布场景的分散式供电解决方案

    实际中可以采取集中供电和分散供电相结合的方式。例如，针对一栋几十层高楼的室内分布，靠近BBU的RRU同BBU使用同一套电源，远离BBU的RRU可以在楼的中部集中（1-2）套壁挂式电源，就近拉远进行供电。这种方式折中了集中供电和分散供电的不足，部分解决了拉远距离的问题。

    ①        有机房的BBU解决方案

    这种壁挂电源一般用于机房内，开放式设计，内部共有8U的高度，可以内置BBU，传输或者微波设备，还可以内置配线架等。这种结构可以满足部分机房内的BBU安装和供电的需求，可以内置1U的10Ah锂电池或者7Ah普通铅酸电池。但配电路数不足，不适合BBU附近有几个RRU的情况。由于没有防盗设计，只能安装在机房内部。这种方式是单独BBU的供电解决方案。

图3  有机房的BBU解决方案

    ②    内置BBU的电源设备

    更多的3G室内分布系统是没有机房的，设备放置在走线间、弱电井、管道井、楼梯口等环境较差的位置，需要电源设备壁挂安装，在电源设备内部预定一定的空间放置BBU、传输设备、熔纤盒、配线架等，甚至在一些整改方案中要求能够内置逆变器。对电源容量的要求较高，一般要求容量在30A—60A，需要具备C级防雷，要求二次下电功能，有交流维护插座，便于现在维护。具备一定的直流配电能力，可以给附近的（1－3）个RRU供电。这种壁挂式电源比较紧凑，但具备机架电源所有的功能，具备完善的电池管理功能，可以最大限度的延长电池使用寿命。

    如果电池容量比较小或者采用锂电池，可以直接利用图4中壁挂式电源内部的8U空间。如果要求较长时间的延时，可以配置壁挂式电池柜或者落地安装的电池柜。

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    还有一种比较常见的应用场景是远端RRU的供电。在这种场景下，不用考虑内置BBU设备或者传输设备，现场是拉远的RRU，站点也是放置在走线间、弱电井、管道井、楼梯口等环境较差的地方。系统容量30A左右，需要考虑给（1－2）个RRU的供电，具备C级防雷，交流维护插座，4路以上的直流输出能力，不需要具备二次下电供电，但要具备电池低电压保护。同样内置电池的小容量壁挂式电源系统也要具备完善的电池管理功能。 

图 5 内置电池的小容量壁挂式电源■

图4  内置BBU的小容量壁挂式电源